三相异步电动机直接转矩控制研究.doc

目 录 摘要： 1 Abstract： 2 1 前言 3 1.1 交流电机控制技术的发展与展望 3 1.2 直接转矩控制技术的优点 5 1.3 直接转矩控制技术的现状及发展趋势 6 2 三相异步电机直接转矩控制基本原理 8 2.1 三相异步电动机的数学模型 8 2.1.1 三相异步电机的数学模型 8 2.1.2电压空间矢量对定子磁链的影响 9 2.1.3电压空间矢量对电机转矩的影响 11 2.2三相异步电机直接转矩控制系统的实现 11 2.2.1逆变器的开关状态和电压状态 11 2.2.2电压空间矢量 12 2.2.3圆形磁链轨迹的形成 13 2.3电压空间矢量开关信号的选择 14 2.4本章小结 16 3 三相异步电机直接转矩控制策略 17 3.1定子磁链矢量空间位置检测 17 3.2 定子磁链和电磁转矩的估计 18 3.2.1定子磁链估计 18 3.2.2 电磁转矩估计 22 3.3磁链调节和转矩调节 22 3.4 起动问题 23 3.5 直接转矩控制技术 23 3.6 本章小结 25 4 直接转矩系统MATLAB/SIMULINK仿真 26 4.1 仿真软件MATLAB简介 26 4.2 三相异步电机直接转矩控制系统的仿真 28 4.3直接转矩控制系统的仿真结果与分析 29 4.4本章小结 30 结论 31 谢辞 32 参考文献 33 三相异步电动机直接转矩控制研究 摘 要 异步电动机以其结构简单、制造方便、经济耐用的优点，在工、农、国防等诸多领域得到了广泛应用，其总用电量占全国工业用电量的60%以上。直接转矩控制是上世纪80年代继矢量控制之后的又一新型高性能交流电机控制技术，它直接对电机转矩进行控制，解决了矢量控制计算复杂、特性易受电机参数影响等问题。本论文在掌握直接转矩控制理论的基础上，对异步电动机直接转矩控制系统进行了仿真研究。 本文首先概述了交流电机控制技术和直接转矩控制技术的发展过程，并对它们的发展趋势做了展望。 然后，阐述了直接转矩控制的基本概念，理论基础，数学模型。分析了电压空间矢量对磁链和转矩的作用及圆形磁链的形成原理。介绍了异步电动机直接转矩控制系统的各部分组成。 最后，运用MATLAB/SIMULINK进行了基于六矢量异步电动机直接转矩控制系统的仿真研究，搭建了系统的仿真模型。仿真结果体现了直接转矩控制的优点。 关键词:异步电动机;直接转矩控制;空间矢量;定子磁链观测; MATLAB仿真 Abstract Asynchronous motor has been avidly applied in industry, agriculture andnational defence because of its simple structure, easy manufacture, good economy and durability. Its electric energy consumption is 60% of the industrialelectric energy consumption. DTC {Direct torque control) was first presented in 1980s. It is another new high performance AC motor control technology after VC (vector control). DTC controls the motor torque directly and solves the VCs problems of complex computation and unstable performance affected by motor parameters. In the first part, a summary and a prospect of AC motor control technology and DTCs development are given. Several schemes of DTC system are introduced briefly. In the second part, the basic concepts, theory and mathematical model are expatiated. The effect on flux linkage and torque by voltage space vector and the forming principle of round flux linkage are analyzed. Then the composition of DTC sy